【正文】 基于PRO/E的調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1緒論 1 1 1 2 3 3 調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo) 3 32塑件工藝分析 4 4 5 PS材料的物料性能 5 PS材料的成型性能 5 PS材料成形工藝的確定 5 6 6 用塑料顧問(wèn)對(duì)塑件進(jìn)行塑性分析 8 8 8 10 123模具結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 13 13 13 14 14 14 16 17 17 分流道的設(shè)計(jì) 18 19 19 19 20 20 20 21 21 22 23 24 24 24 24 254模具校核 26 26 27 275應(yīng)用PRO/E軟件進(jìn)行模具三維實(shí)體設(shè)計(jì) 28 29 新建模具模型文件 29 29 31 32 32 33 34 35 36 37 EMX模架系統(tǒng)簡(jiǎn)介 37 37 37 37 38 39 40 41 41 42 42 43 43 43 44 EMX再生模具工程圖和總體裝配圖 46 477本文總結(jié) 48參考文獻(xiàn) 49附 錄 50致 謝 52III┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙1緒論塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一，自從1909年實(shí)現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起，塑料工業(yè)已有90余年的歷史。我國(guó)的塑料工業(yè)發(fā)展很快，特別是近20年，產(chǎn)量和品種都大大增加，許多新穎的工程塑料也已投入批量生產(chǎn)。如今，我國(guó)塑料工業(yè)已形成相當(dāng)規(guī)模的完整體系，它包括塑料的生產(chǎn)，成型加工，塑料機(jī)械設(shè)備，模具加工以及科研、人才培養(yǎng)等。塑料工業(yè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮了愈來(lái)愈大的作用。塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展與塑料工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，模具設(shè)計(jì)與制造水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度，近20年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速達(dá)13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，其中塑料模約占30%， 近幾年塑料模在模具總量中的比例還在逐步提高。模具水平也有較大的提高，在大型模具、精密塑料模具等方面都有顯著提高，模具精度已達(dá)23μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次，但和國(guó)外相比仍有較大差距[21]。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也有較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道模具開(kāi)始推廣。制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門(mén)對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求量愈來(lái)愈大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來(lái)愈短、用戶(hù)對(duì)塑件的質(zhì)量要求愈來(lái)愈高，因而對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。隨著模具行業(yè)的迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出了大量計(jì)算機(jī)輔助軟件。目前我國(guó)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)的常用軟件有UG、PRO/E、CAD、EMX等等還有幾個(gè)日本軟件。CAD一般的公司都在用，但是它設(shè)計(jì)模具消耗時(shí)間長(zhǎng)，而且模具圖不能用3D表示，必須要有能看懂工程圖功底的人才能看懂設(shè)計(jì)圖紙。使用UG和PRO/E這兩個(gè)軟件的模具制造企業(yè)面很廣。UG主要集中在江浙一帶。PRO/E主要集中在珠三角一帶。從產(chǎn)品加工方面考慮，用UG設(shè)計(jì)的產(chǎn)品自動(dòng)生成的數(shù)控代碼加工要穩(wěn)定些。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)說(shuō)，PRO/E能快設(shè)計(jì)出來(lái)，目前國(guó)內(nèi)用PRO/E的人要多于UG，而專(zhuān)家系統(tǒng)EMX主要是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行調(diào)入，因?yàn)槎际菢?biāo)準(zhǔn)件，后期加工比較簡(jiǎn)單。創(chuàng)始于日本UNISYS公司的CADCEUS模具設(shè)計(jì)軟件，最大的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，快捷，其儲(chǔ)存著當(dāng)今日本數(shù)家公司有名的模具標(biāo)準(zhǔn)部品，同時(shí)該軟件也結(jié)合了幾十年模具設(shè)計(jì)的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，是一套綜合、獨(dú)特、先進(jìn)的3D設(shè)計(jì)軟件，目前日本國(guó)內(nèi)公司應(yīng)用較多。本課題選用的設(shè)計(jì)軟件是PRO/E，它是目前三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。該軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。PRO/ENGINEE不僅提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)在建模方面是強(qiáng)項(xiàng)，唯一不足的地方是在模具設(shè)計(jì)方面和加工方面要顯得差一些，必須借助外掛程序[2]。盡管如此，目前在中國(guó)市場(chǎng)的占有率還是處于領(lǐng)先地位，且在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上運(yùn)用最廣泛。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)自人們?nèi)粘Ｉ钪械膹N房用品——調(diào)料勺。傳統(tǒng)的調(diào)料勺子材料大多采用陶瓷或者各種鋼，陶瓷燒制時(shí)間長(zhǎng)，體積和重量大，且易碎，碎后產(chǎn)生各種鋒利的邊緣，給用戶(hù)帶來(lái)諸多不便。鋼質(zhì)調(diào)料勺重量大，成本高，工藝復(fù)雜且邊緣的光整也不易保證，很難形成規(guī)?；a(chǎn)。目前市場(chǎng)上的陶瓷類(lèi)餐具受年輕用戶(hù)青睞的一個(gè)重要的原因就是這些餐具大多很靚麗，上面常常印有色彩鮮艷的美麗圖案，然而這些美麗的外表下面卻隱藏著許多危害健康的因素。不久前，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局公布了國(guó)內(nèi)陶瓷餐飲用具的抽查結(jié)果，合格率僅為54%左右，其中鉛和鎘元素的溶出量過(guò)高。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，餐具中如鉛鎘超標(biāo)，當(dāng)盛放溫?zé)峄蚝兄参锼岬氖澄飼r(shí)，游離的鉛鎘就很容易與食物結(jié)合，經(jīng)常使用這樣的餐具易引起鉛鎘重金屬中毒。因此，專(zhuān)家提醒，選擇陶瓷餐具要注重產(chǎn)品的質(zhì)量，這其中當(dāng)然包括調(diào)料勺子[22]。塑料克服了以上缺點(diǎn)，質(zhì)量輕，各種外表問(wèn)題容易控制，原料便宜，且加工工藝成熟，效率高，且可以在保證安全的前提下使外表顏色各異，靚麗鮮艷，便于大量生產(chǎn)。目前市場(chǎng)上的塑料勺子種類(lèi)很多，但大都加工粗糙，質(zhì)量一般，且專(zhuān)門(mén)為調(diào)料用具設(shè)計(jì)的勺子種類(lèi)不多，市場(chǎng)潛力巨大，所以通過(guò)嚴(yán)格控制選材和質(zhì)量，做出衛(wèi)生、美觀高質(zhì)量的調(diào)料勺，意義很大。因此提出本課題。通過(guò)完成該畢業(yè)課題，可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)塑料的性能與用途，掌握調(diào)料勺的工藝性及設(shè)計(jì)方法。同時(shí)基于PRO/E設(shè)計(jì)軟件的三維實(shí)體建摸及其模具設(shè)計(jì)，可以了解模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)和基本方法，掌握相關(guān)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為所學(xué)知識(shí)作進(jìn)一步的回顧總結(jié)。(1)根據(jù)任務(wù)書(shū)所提供的調(diào)料勺，了解它的用途，分析擬訂其工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求。(2)確定零件成型方法擬訂成型方案。　(3)選擇零件成型設(shè)備，根據(jù)成型設(shè)備的種類(lèi)來(lái)進(jìn)行模具模架的選擇，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。(4)確定模具的總體結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)整套模具,考慮模具安裝與加工精度。 調(diào)料勺注射模具設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)(1)調(diào)料勺具有一定的外表面質(zhì)量要求, 要求表面光滑，無(wú)明顯的熔接線痕跡不能有飛邊。(2)產(chǎn)品無(wú)明顯的縮孔、凹陷及燒焦現(xiàn)象。 (3)產(chǎn)品要求變形較小。(4)。本章重點(diǎn)講述了國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段模具行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，以及目前模具設(shè)計(jì)行業(yè)所使用的設(shè)計(jì)軟件，然后結(jié)合本課題所使用的設(shè)計(jì)軟件闡述選題意義并提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目的主要內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)。為后續(xù)設(shè)計(jì)工作定好了基本方向。2塑件工藝分析經(jīng)過(guò)前期廣泛深入的市場(chǎng)調(diào)查和資料收集，提出如下幾種方案：(1)普通的直柄勺子，前端容器部分大致成橢圓形外表；如圖圖2所示。圖2 圖1 (2)雙耳湯匙，柄的末端加一圓形部位，方便手持；如圖圖4所示。圖4 圖3(3)直柄，但前端的容器部分和手柄成一定的角度，方便手持。如圖圖6示。 圖6圖5目前市場(chǎng)上第一種形式的還是占很大比率，只是顏色、材料、輪廓和尺寸等方面有所不同，屬傳統(tǒng)型結(jié)構(gòu)；第二種形式目前市場(chǎng)上也可以見(jiàn)到，它的創(chuàng)新之處在于末端加上了方便手持的圓柄部分，并且圓柄部分還可以進(jìn)行形式各異的裝飾和個(gè)性化的設(shè)計(jì)；第三種形式主要的創(chuàng)新之處在于打破手柄和前端部分在同一直線上的傳統(tǒng)固定化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使前端與手柄成一定的角度，方便手持，符合人體工學(xué)。通過(guò)總體結(jié)構(gòu)和功能方面的比較和考慮，本設(shè)計(jì)采用圓弧形手柄，與前端光滑連接，具體可見(jiàn)產(chǎn)品三維圖。通過(guò)資料檢索和市場(chǎng)調(diào)查，調(diào)料勺的塑件材料初步考慮選用：PS(聚苯乙烯) PS材料的物料性能英文名稱(chēng)：Polystyrene， /克立方厘米，%，其流動(dòng)性良好，成型溫度范圍寬約為170250℃。電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優(yōu)良，無(wú)色透明，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好。強(qiáng)度一般，但質(zhì)脆。 PS材料的成型性能(1)屬無(wú)定形料，吸濕小，不須充分干燥，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。流動(dòng)性較好，可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型；(2)宜用高料溫，高模溫，低注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔、變形；(3)可用各種形式澆口，澆口與塑件圓弧連接，以免去除澆口時(shí)損壞塑件。脫模斜度大，頂出均勻。塑件壁厚均勻，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。 PS材料成形工藝的確定查相關(guān)資料[5]，PS成型工藝參數(shù)可作如下選擇，成型時(shí)可根據(jù)具體情況做相關(guān)調(diào)整。具體參數(shù)如下：預(yù)熱和干燥：溫度60~75186。C；時(shí)間2h料筒溫度：中后段溫度140~160186。C 、前段溫度為170~190186。C模具溫度：32~65186。C注射壓力：60~110MPa成型時(shí)間：注射時(shí)間15~45s、保壓時(shí)間0~3s、冷卻時(shí)間15~60s、總周期40~120s調(diào)料勺的二維零件圖如圖7所示。圖7 調(diào)料勺的零件圖圖8 調(diào)料勺的的三維實(shí)體模型調(diào)料勺的三維實(shí)體模型如圖8所示。從零件圖上分析，調(diào)料勺總體上成一定圓弧狀，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。，深度尺寸7mm，長(zhǎng)度尺寸28mm，這些尺寸的公差要求一般，只要大致保證形狀精度即可，在對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工中很容易得以保證。在PRO/E Wildfire ，進(jìn)行調(diào)料勺的注塑成型工藝性分析。 51 (1) 模型的質(zhì)量屬性由于調(diào)料勺的材料為PS，~，在“密度”，單擊或按回車(chē)鍵，完成模型質(zhì)量屬性的計(jì)算。從PRO/E軟件中的分析功能中，可以查詢(xún)到該制品的重量為，體積約為,如圖9所示。(2) 厚度分析塑料制品的壁厚對(duì)塑件成型質(zhì)量的影響很大。壁厚過(guò)小成型流動(dòng)阻力大，復(fù)雜制品難以充滿型腔。塑料制品壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾方面的要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度；脫模時(shí)能經(jīng)受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊與振動(dòng)；裝配時(shí)能承受緊固力。本調(diào)料勺前端壁厚約為1mm，為了避免注射成型時(shí)塑件翹曲變形在勺柄部增設(shè)加強(qiáng)筋。熱塑性制品一般都規(guī)定有最小壁厚值，查相關(guān)手冊(cè)[3]。作為小型塑件，很顯然本調(diào)料勺壁厚滿足最小厚度條件。利用PRO/E Wildf